Distilarea fracțională este un proces prin care componentele dintr-o substanță chimică amestec sunt separate în diferite părți (numite fracții) în funcție de diferitele lor puncte de fierbere. Distilarea fracțională este utilizată pentru a purifica substanțele chimice și pentru a separa amestecurile pentru a obține componentele lor.
Tehnica este folosită în laboratoare și în industrie, unde procesul are o semnificație comercială vastă. Industria chimică și petrol se bazează pe distilarea fracționată.
Cum functioneaza
vapori de la a fierbere soluția este trecută de-a lungul unei coloane înalte, numită coloană de fracționare. Coloana este ambalată cu margele de plastic sau de sticlă pentru a îmbunătăți separarea, oferind mai multă suprafață pentru condensare și evaporare. Temperatura coloanei scade treptat de-a lungul lungimii sale. Componentele cu un punct de fierbere mai mare se condensează pe coloană și revin la soluţie; componente cu un punct de fierbere mai mic (mai mult volatil) trec prin coloană și sunt colectate lângă partea de sus.
Teoretic, a avea mai multe margele sau plăci îmbunătățește separarea, dar adăugarea plăcilor crește, de asemenea, timpul și energia necesară pentru a completa o distilare.
Petrol nerafinat
Benzina și multe alte substanțe chimice sunt produse din țiței folosind distilarea fracționată. Petrolul brut se încălzește până se evaporă. Diferite fracții se condensează la anumite intervale de temperatură. Produsele chimice dintr-o anumită fracție sunt hidrocarburi cu un număr comparabil de atomi de carbon. De la cald la rece (cele mai mari hidrocarburi până la cele mai mici), fracțiile pot fi reziduuri (folosite la fabricarea bitumului), ulei de combustibil, motorină, kerosen, nafta, benzină și gaze de rafinărie.
etanol
Distilarea fracțională nu poate separa complet componentele unui amestec de etanol și apă, în ciuda diferitelor puncte de fierbere ale celor două substanțe chimice. Apa fierbe la 100 de grade Celcius în timp ce etanolul fierbe la 78,4 grade Celcius. Dacă un amestec alcool-apă este fiert, etanolul se va concentra în vapori, dar numai până la un punct, deoarece alcoolul și apa formează o azeotrop. Odată ce amestecul ajunge la punctul în care este format din 96% etanol și 4% apă, amestecul este mai volatil (fierbe la 78,2 grade Celcius) decât etanolul.
Simplu vs. Distilație fracțională
Distilarea fracțională diferă de cea simplă distilare deoarece coloana de fracționare separă în mod natural compușii pe baza punctelor lor de fierbere. Este posibil să se izoleze substanțele chimice folosind o distilare simplă, dar necesită un control atent al temperaturii, deoarece o singură „fracție” poate fi izolată simultan.
De unde știți dacă folosiți distilare simplă sau distilare fracționată pentru a separa un amestec? Distilarea simplă este mai rapidă, mai simplă și folosește mai puțină energie, dar este utilă doar atunci când există este o diferență mare între punctele de fierbere ale fracțiilor dorite (mai mult de 70 de grade Benzoat). Dacă există doar o mică diferență de temperatură între fracțiuni, distilarea fracțională este cel mai bun pariu.
Iată o defalcare a diferențelor dintre distilarea simplă și fracțională:
| Distilare simplă | Distilație fracțională | |
| utilizări | Separarea lichidelor relativ pure care au diferențe mari de punct de fierbere. De asemenea, separarea lichidelor de impuritățile solide. | Izolarea componentelor amestecurilor complexe cu mici diferențe de punct de fierbere. |
| avantaje |
Mai repede Necesită o cantitate mai mică de energie Echipamente mai simple, mai puțin costisitoare |
O mai bună separare a lichidelor Mai bine la purificarea lichidelor care conțin multe componente diferite |
| Dezavantaje |
Este util doar pentru lichide relativ pure Necesită o diferență mare de punct de fierbere între componente Nu separă fracțiile la fel de curat |
Mai lent Necesită mai multă energie Configurare mai complicată și mai scumpă |